1、专题十一交变电流第1讲交变电流的产生和描述一、单项选择题1(惠州2013届模拟)把一只电热器接在100 V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q；若将它分别接到U1100sin t V和U250sin 2t V的交流电源上，仍要产生Q的热量，则所需时间分别是()At,2t B2t,8t C2t,2t Dt,4t2如图K1111所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示以下关于这两个正弦交流电的说法，正确的是()图K1111A线圈先后两次转速之比为12B交流电a的电压瞬时值u10sin 0.4t VC交流电b的电压峰值为
2、VD在t0时刻穿过线圈的磁通量为零3如图K1112所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min后，两电阻消耗的电功之比W甲W乙为()图K1112A1 B12 C13 D164(2013年北京市海淀区期末)将定值电阻R110 、R220 串联接在正弦交流电路中，通过电阻R2的电流i随时间t变化的情况如图K1113所示则()图K1113A通过R1的电流有效值是1.2 ABR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流有效值是1.2 ADR2两端的电压有效值是6 V5(2013年北京市房山区期末)一正弦交流电源的电动势e2
3、20 sin 100t V，将它接在图K1114所示电路e、 f两端，若电阻的阻值为110 ，电源的内阻不计，交流电压表为量程250 V的理想电表则下列说法中，正确的是()图K1114A电阻的功率为880 WB通过电阻的电流为2 AC交流电压表示数为220 VD通过电阻的电流方向1秒钟改变50次二、双项选择题6面积为S的两个电阻相同的线圈，分别放在如图K1115所示的磁场中，图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO轴匀速转动，图乙中磁场的变化规律为BB0cos，从图示位置开始计时，则()图K1115A两线圈的磁通量变化规律相同B两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C经相
4、同的时间t(tT)，两线圈产生的热量不相同D从此时刻起，经时间，流过两线圈横截面的电荷量相同7如图K1116甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t时刻()图K1116A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量最大C线圈所受的安培力为零D穿过线圈磁通量的变化率最大8矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量随时间t变化的规律如图K1117所示，下面的说法正确的是()图K1117At1时刻线圈中感应电动势最大Bt2时刻导线ad的速度方向跟磁感
5、线垂直Ct3时刻线圈平面与中性面重合Dt4、t5时刻线圈中感应电流方向相同三、非选择题9(汕头2013届模拟)如图K1118所示，矩形线圈的匝数为n，面积为S，电阻为r，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90的过程中，求：(1)通过电阻R的电荷量q.(2)电压表的读数(3)电阻R上产生的焦耳热Q.图K111810均匀导线弯成的正方形闭合线框abcd边长10 cm，每边的电阻值为0.1 .把线框放在磁感应强度为B0.1 T的匀强磁场中，使它绕轴O1O2以100 rad/s的角速度旋转，旋转方向如图K1119所示(沿O2O1由O2向O1看
6、为顺时针方向)已知O1、O2两点分别在ad和bc上，轴O1O2在线框平面内，并且垂直于B，O1d3O1a，O2c3O2b.(1)当线框平面转至和B平行的瞬间：每边产生的感应电动势的大小各是多少？线框内感应电流的大小是多少，方向如何？(2)求线框由图所示位置旋转的过程中，产生的平均电动势的大小(3)线框旋转一周内产生的热量为多少？图K111911如图K11110所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直于纸面向里的匀强磁场(与ab垂直)，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：(1)感应电动势的最大值(2)从
7、图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量(3)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量(4)电流表的示数图K11110专题十一交变电流第1讲交变电流的产生和描述1B解析：计算电热器在t秒产生的热量时应该用电压的有效值对U1100sin t V，电压有效值为 V，根据QI2Rt，t2t；对U250sin 2t V，电压有效值为 V，故t8t.2C3C解析：电功的计算，I要用有效值计算，图甲中，由有效值的定义得2R210202R2102IR6102，解得I1 A；图乙中，I的值不变，I21 A，由WUItIRt，可以得到W甲W乙II13，C正确4B5.C6AD解析：图甲中线圈的磁通量
8、变化规律为甲B0Scost，图乙中的磁通量变化规律为乙B0Scost.由于两线圈的磁通量变化规律相同，则两线圈中感应电动势的变化规律也相同，达到最大值的时刻和有效值E也相同又因两线圈电阻相同，所以Qt也相同，经过时间，流过两线圈横截面的电荷量也相同故A、D项正确7BC8.BC9解：(1)在此过程中，穿过线圈的磁通量变化量BS经历时间t由n、qt可得通过R的电荷量qn.(2)产生的感应电动势的最大值为EmnBS电动势的有效值为E由闭合电路欧姆定律得，回路中电流的有效值为I电压表的读数即为R两端的电压UIR.(3)该过程中电阻R上产生的热量为QI2Rt2R.10解：(1)令L表示正方形线框的边长，
9、R表示其每边的电阻值，则L0.1 m，R0.1 ，设此时cd段感应电动势的大小为E1，ab段感应电动势的大小为E2，则E1BLv1BL20.075 VE2BLv2BL20.025 Vda段和bc段不切割磁感线，所以它们的电动势都是零线框中的感应电动势EE1E20.1 V线框中的感应电流为I0.25 A根据楞次定律可判断电流方向沿dcbad.(2)根据法拉第电磁感应定律，线框由图所示位置旋转的过程中，产生的平均电动势的大小E V0.083 V.(3)线框旋转一周产生的热量为Q2R总T24R7.85104 J.11解：(1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图K37所示的交变电流图K37其交变电动势的最大值为EmBSB2n2Bnr2.(2)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的有效值为E电阻R上产生的热量Q.(3)在线圈从图示位置转过转的时间内，电动势的平均值为通过R的电荷量qtt.(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E，由有效值的定义得T解得E故电流表的示数为I.
